五电平ANPC逆变器电容电压平衡控制策略

作     者：张超 

作者单位：安徽大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡存刚

授予年度：2018年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：五电平逆变器 有源中点钳位 悬浮电容电压 中点电压 空间矢量 

摘      要：多电平逆变器在电力电子领域的广泛应用,使得其综合性能的优化问题受到更高的重视。减少直流侧纹波、降低输出谐波含量、控制电容电压、平衡和减小器件损耗等是目前多电平逆变器的主要研究目标。本文主要以五电平有源中点钳位(ANPC)型逆变器为研究对象,对逆变器电容电压平衡控制方法进行了研究。论文的主要工作包括以下几点:(1)对多电平逆变器的拓扑和调制技术进行了论述,并总结了通用型拓扑和调制技术的优缺点。(2)搭建了五电平ANPC型逆变器仿真平台,并对实验平台的硬件电路和软件算法进行了简要介绍。(3)概述了五电平ANPC型逆变器的数学模型和工作原理,并分析了八种不同导通模式对悬浮电容电压与中点电压的影响。针对五电平ANPC型逆变器电容电压和中点电压偏移问题,提出了改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。利用输出通路的冗余性和开关序列的中心对称性,实现了电容电压平衡。(4)为实现悬浮电容电压与中点电压平衡的协同控制,提出了一种五电平虚拟空间矢量调制策略。通过部分矢量的虚拟合成组成新的空间矢量分区,采用虚拟空间矢量调制策略,实现了五电平ANPC型逆变器电容电压平衡控制。